Глюкагон

Глюкагон
Глюкагон
Структурная модель глюкагона ( шариковая модель )

Существующие структурные данные: 1bh0, 1d0r, 1nau

Свойства человеческого белка
Масса / длина первичной конструкции 29 аминокислот, 3483 Да
Предшественник Препроглюкагон
Идентификатор
Имена генов GCG  ; GLP1; GLP2; GRPP
Внешние идентификаторы
Информация о лекарствах
Код УВД H04 AA01
DrugBank DB00040
Вхождение
Родительский таксон Позвоночные
Ортолог
человек мышь
Entrez 2641 14526
Ансамбль ENSG00000115263 ENSMUSG00000000394
UniProt P01275 P55095
Refseq (мРНК) NM_002054 NM_008100
Refseq (белок) NP_002045 NP_032126
Генный локус Chr 2: 162,71 - 162,71 Мб Chr 2: 62,28 - 62,28 Мб
PubMed поиск 2641 14526

Глюкагон (также известный как глюкагон ) - это пептидный гормон , основным действием которого является повышение уровня сахара в крови за счет стимуляции образования высокоэнергетической глюкозы из гликогена в печени. Она образована из предшественников preglucagon и препроглюкагона в островках из Лангерганса в поджелудочной железе (альфа-островковых клеток). Когда сахар в крови падает , а также после богатой белком еды, глюкагон высвобождается из поджелудочной железы в кровоток и беспрепятственно туда транспортируется. Этот гормон антагонист из инсулина в его влиянии на глюкозы, белков и жирных кислот метаболизма . Глюкагон абсорбируется печенью и инактивируется при расщеплении.

история

Существование гормона поджелудочной железы глюкагона как гипергликемического фактора было впервые постулировано в 1923 году Джоном Реймундом Мурлином . Но только в 1953 году Анн-Мари Штауб смогла получить чистое вещество. Записанная ниже последовательность операций была разработана Уильямом Уоллисом Бромером в 1956 году . В 1960 году Рональд Ральф Таттл и Альфед Эмиль Фарах исследовали и задокументировали положительное влияние на сердечный выброс . В прошлом глюкагон применялся в основном при кардиогенном шоке.

состав

Из белка-предшественника глюкагона, состоящего из 180 аминокислот, помимо глюкагона образуются 7 других пептидов - глицентин, связанный с гликентином полипептид (GRPP), оксинтомодулин , глюкагоноподобный пептид 1 (GLP-1, инкретиновый гормон), глюкагоноподобный пептид. 1 (7-37), глюкагоноподобный пептид 1 (7-36), глюкагоноподобный пептид 2 (GLP-2). Первичная структура человеческого глюкагона состоит из 29 аминокислот с молекулярной массой от 3483 Da . Первичная структура: His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val. - Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr.

Секреция глюкагона

Производство глюкагона (красный) на островах Лангерганса

При нормальном питании секреция глюкагона остается относительно постоянной по сравнению с секрецией инсулина . Основными стимулами к повышенной секреции являются гипогликемия (низкий уровень сахара в крови), богатая белком пища, вливание аминокислот (например, аргинина , аланина ), длительная высокая физическая активность и стресс . При гипогликемии секреция глюкагона может увеличиваться до четырех раз. Стимуляция происходит через β-адренорецепторы. Его высвобождение ингибируется инсулином, соматостатином и GLP1 . GIP увеличивает выброс глюкагона.

Механизм действия

Глюкагон - антагонист инсулина. В то время как инсулин способствует синтезу гликогена , высвобождение глюкагона приводит к расщеплению гликогена . Глюкагон работает путем связывания с рецептором, связанным с G-белком . Активированный белок G s стимулирует аденилатциклазу ( EC  4.6.1.1 ). В ферменты для глюкозы и жира метаболизма активируется путем цАМФ . В качестве приоритетного эффекта , который гликогенфосфорилаза ( EC 2.4.1.1 ) фосфорилируется , что гликоген стимулирует синтез гликогена и тормозит.  

Регуляция обмена гликогена. Адреналин (мышцы) или глюкагон (печень) активируют рецептор, связанный с G-белком (GPCR), к которому пристыкован белок G s . Его α-субъединица связала GDP , который затем обменивается с GTP . Это высвобождает α-субъединицу из рецептора и активирует аденилатциклазу (AC). Образованный таким образом цАМФ активирует протеинкиназу A (PKA), которая, в свою очередь, катализирует фосфорилирование фосфорилазы киназы (PPK). Стимулированная таким образом киназа каталитически активирует гликогенфосфорилазу (PYG), которая катализирует распад гликогена до глюкозо-1-фосфата . Протеинкиназа А одновременно фосфорилирует UDP-гликогенсинтазу (GYS), которая тем самым инактивируется и больше не может катализировать обратную реакцию.

Глюкагон не только стимулирует гликогенолиз, но и новый синтез глюкозы ( глюконеогенез ) из аминокислот. Итак, глюкагон оказывает катаболическое действие на белок, что приводит к увеличению содержания мочевины в крови. Кроме того, ферменты, переваривающие жиры ( липазы ), активируются с помощью цАМФ , что приводит к увеличению содержания жирных кислот в крови.

использовать

Глюкагон используется для иммобилизации кишечника вставлен , а также в этой функции , как внутривенно вводимый препарат используется. Активный ингредиент также используется в качестве противоядия при отравлении бета-блокаторами и блокаторами кальциевых каналов . Его также используют для рентгена желудка, чтобы лучше оценить слизистую оболочку.

В сердце глюкагон вызывает не только учащение пульса, но и кратковременное увеличение силы сокращения сердечной мышцы.

Кроме того, у многих диабетиков, которым требуется инсулин, есть набор для неотложной помощи с глюкагоном и растворителем, который вводится подкожно или внутримышечно обученным помощником при тяжелой гипогликемии с потерей сознания после растворения порошкообразного вещества и который должен повышать уровень сахара в крови через механизм действия описан выше. Глюкагон продается производителем Ново Нордиск под торговой маркой GlucaGen .

В декабре 2019 года по рекомендации Европейского агентства по лекарственным средствам (EMA) Комиссия ЕС одобрила совершенно новую лекарственную форму, содержащую глюкагон, под названием Baqsimi ( Eli Lilly ), в которой гормон можно вводить через нос.

Для исследования, проведенного в 2010 году, была разработана инсулиновая помпа, которая, помимо ампулы с инсулином, также содержала ампулу с глюкагоном. При постоянном измерении уровня глюкозы в замкнутой системе ( измерение уровня глюкозы в крови и доставка дозы осуществляются автоматически) глюкагон доставлялся через помпу, если существовал риск гипогликемии. В исследовании, проведенном в 2020 году, двойная система гормонального контроля (инсулин и глюкагон) смогла снизить гипогликемию во время и после тренировки по сравнению с одной гормональной системой, в то же время допустив небольшое увеличение гипергликемии. Кроме того, было обнаружено, что состав глюкагона, используемый для такой системы, является стабильным.

Химическим вариантом глюкагона является дасиглюкагон , который доступен не в виде порошка для восстановления, а в виде готового к употреблению раствора для подкожной инъекции.

Тест на глюкагон (С-пептид)

Есть тест на глюкагон, но он редко используется в повседневной медицинской практике. Он используется для проверки стимулирующей способности β-клеток поджелудочной железы (функциональный резерв) для дифференциации диабета типа I и типа II.

исполнение

  1. Забор крови для определения базального С-пептида . Введение 1 мг глюкагона в / в
  2. Забор крови через 6 минут после глюкагона для измерения уровня стимулированного С-пептида (функциональный резерв β-клеток).

оценка

  • Увеличение С-пептида по меньшей мере на 0,5 нмоль / л и / или более чем на 1,0 нмоль / л указывает на функциональные β-клетки.
  • Всегда следует определять уровень глюкозы в крови, чтобы определить степень предварительной стимуляции β-клеток.

Смотри тоже

веб ссылки

Индивидуальные доказательства

  1. ^ Вольф-Дитер Мюллер-Янке , Кристоф Фридрих , Ульрих Мейер: история медицины . 2., перераб. и эксп. Версия. Знание Verl-Ges., Штутгарт 2005, ISBN 3-8047-2113-3 , стр. 164 .
  2. a b GCG - Предшественник глюкагона - Homo sapiens (Человек) - Ген и белок GCG. В: uniprot.org. 20 июня 2018, доступ к 24 мая 2018 .
  3. Миккель Бринг Кристенсен: Глюкозозависимый инсулинотропный полипептид: влияние на секрецию инсулина и глюкагона у людей . В: Датский медицинский журнал . Лента 63 , нет. 4 апреля 2016 г., ISSN  2245-1919 , PMID 27034187 .
  4. Швейцарский токсикологический информационный центр, Монография по антидоту для глюкагона; Pharmavista.net (PDF; 39 кБ)
  5. Рейнхард Ларсен: Анестезия и интенсивная медицина в кардиохирургии, торакальной и сосудистой хирургии . (1-е издание 1986 г.) 5-е издание. Шпрингер, Берлин / Гейдельберг / Нью-Йорк и другие 1999, ISBN 3-540-65024-5 , стр. 57.
  6. Baqsimi EMA, по состоянию на 8 апреля 2021 г.
  7. Лия М. Уилсон и др.: Двойная гормональная замкнутая система с использованием жидкого стабильного состава глюкагона по сравнению с замкнутой системой, содержащей только инсулин, в сравнении с прогностической системой суспендирования с низким содержанием глюкозы: открытая, амбулаторная, одноцентровая, Кроссовер, рандомизированное контролируемое испытание . В: Уход за диабетом . Лента 43 , нет. 11 , 1 ноября 2020 г., стр. 2721-2729 , DOI : 10,2337 / dc19-2267 .